港口室外給排水設計思路

李春青， 胡成立

(1.湖北省交通規劃設計院股份有限公司，湖北 武漢 4300511；2.湖北省港航管理局，湖北 武漢 430021)

0 引 言

在港口的設計中，為了應對給水、排水等一系列問題，需要針對其給排水系統進行設計，使其在預定的使用壽命內能夠最大限度地發揮其功效，保證港口工作的安全性和穩定性。

1 給水系統的設計

1.1 給水系統概述

給水系統是為人們的生活、生產、市政和消防提供用水設施的總稱，向各種不同類別的用戶供應滿足不同需求的水量和水質。碼頭給水系統是將水資源供給碼頭生活用水、生產用水、消防用水、船舶用水等方面，一般來說，給水系統的基本水源是市政給水管網，根據港區用途，采用不同的給水系統[1]。

1.2 給水量計算

港區用水包括生活用水、生產用水、環保用水、船舶用水、消防用水及未預見用水。碼頭設計用水量按最高日用水考慮，用水量標準根據《河港工程總體設計規范》(JTJ 212-2006)等有關規定計算[2]。

生活用水包含職工在班時的生活用水、淋浴用水、職工食堂用水和公共建筑用水等，根據港區情況計算生活用水量。如果是內河旅游碼頭，需要增加客運站用水量，按設計日出港人數計算。生產用水包含流動機械、集裝箱、汽車、機修間等的沖洗水和港屬內燃機車用水。環保用水包含散貨堆場噴灑、散貨裝卸作業降塵、綠化、道路噴灑等，根據港區類型計算用水量。消防用水量包括堆場及建筑物室外消防用水。

1.3 給水管網系統

給水管網系統由給水干管和支管、供水栓、消防栓、噴頭以及水表、閘閥等管件組成。

生產、生活給水管道布置成環狀或枝狀，各單體建筑物的生活用水接自港區生活給水管網。碼頭船舶給水管管線沿引橋或實體坡道布置，對于高樁碼頭，給水栓沿碼頭平臺前沿按不大于30 m間距設置；對于浮碼頭，給水栓設置在碼頭躉船上。

消防給水管網主干管環狀布置，局部采用枝狀布置，沿程室外消火栓布置間距不大于120 m，布置點距離道路邊緣不得大于2 m，消火栓采用干管或者支管安裝，閥門設置確保任意管段檢修時停用室外消火栓不超過5個。對于高樁碼頭，消火栓沿碼頭平臺后沿按不大于50 m間距設置；對于浮碼頭，躉船的消防由躉船設計單位負責設計。

埋地給水管道采用開槽法施工。槽底如為未經擾動的原狀土層，基底只需鋪0.1 m厚的砂墊層；如為軟土地基，槽底又處于地下水位以下時，鋪墊一層沙礫或碎石，厚底不小于0.15 m，碎石粒為5～40 mm，上面再砂墊層，厚度不小于50 mm，墊層總厚度不小于200 mm。

根據港區不同的路面及堆場的承載力情況，埋深多為1.2～1.5 m；給水管道和污水、雨水管道交叉處給水管道應上彎繞過，且不應有接口重疊,最小垂直凈距0.4 m;當給水管不能滿足凈距要求和必須敷設在下面時，交叉處應采用鋼套管保護措施，鋼套管直徑比給水管直徑大二級，鋼套管伸出交叉管的長度，每端為3 m。給水管沿線應按相關規定設置管道托架、吊架、支架等。給水支線管道采用可曲撓柔性接頭補償軸向變形。管道穿結構梁、板處均預埋大二號無縫鋼套管，端頭縫隙處填塞瀝青油麻并用1∶2石棉水泥砂漿封口抹平。

1.4 給水管材選用

目前，給水管管材埋地部分大多采用鋼絲網骨架塑料復合管(PE管)，電熱熔接口，承插連接，承插口管安裝應將插口順水流方向，承口逆水流方向，由下游向上游依次安排；明裝部分多在前后方連接的架空引橋，采用內外涂塑鋼管或其他方便施工及使用的金屬管道，卡箍式連接或螺紋連接。閥門等設備的連接采用法蘭連接。在寒冷的地區，需要采用聚氨酯泡沫制品保溫，保溫層厚度根據寒冷程度確定，南方多采用35 mm厚超細玻璃棉制品保溫，外包0.4～0.5 mm厚鋁合金薄板保護層。PE管和內外涂塑鋼管無須其他防腐措施。引橋與浮躉、躉船連接處，給水管采用DN65或DN50鎧裝夾布軟管，扣式連接；或DN65或DN50金屬軟管，小口徑(小于等于DN50)一般采用絲扣和快速接頭連接，較大口徑(大于等于DN65)一般采用法蘭連接。

1.5 給水構筑物

在路面上的給排水井構筑物井蓋上表面應同路面相平，無路面井蓋應高出室外設計標高50 mm，并應在井口周圍以≮0.02的坡度向外做護坡。閥門井采用帶防丟失的連軸式井蓋座，塑鋼踏步，井蓋及支座均采用(ZQ)重型球墨鑄鐵。室外管道所有蝶閥閥體內腔及閥瓣均采用襯膠防腐處理；所有閘閥均采用帶明顯啟閉標志的鐵殼銅芯閥；止回閥采用全銅材質；閥件公稱壓力除注明外均為1.0 MPa。

2 排水系統的設計

2.1 排水系統概述

排水系統是指排水的收集、輸送、水質的處理和排放等設施以一定方式組合成的總體；用以除澇、防漬、防淹的各級排水溝(管)道及建筑物的總稱[3]。港區排水系統采用雨污分流制。

2.2 雨水排水系統

2.2.1 雨水量計算

根據項目所在地選取合適的暴雨強度公式，根據港區貨物的特點，選取重現期，一般是1～3年，根據降雨歷時公式確定其時間，一般是10～15 min，可以計算出港區的暴雨強度。根據港區的路面或堆場的地面種類，確定徑流系數，通過給定的道路、堆場面積，得到港區設計雨水流量。

2.2.2 雨水排水方式

對于件雜貨碼頭，碼頭平臺雨水可以考慮自流水體；后方陸域雨水直接排入市政雨水管網或是港區周圍其他可以接納其雨水的水體。對于堆有散貨的碼頭，需要對碼頭平臺的初期雨水進行收集，在平臺下方布置雨水收集池，用泵提升到后方陸域；而后方陸域散貨堆場周圍設置排水溝，收集后經沉淀，而后通過加藥處理回用，其他雨水則直接排入市政雨水管網或是港區周圍其他可以接納其雨水的水體。

2.3 生產廢水排水系統

港區生產廢水主要是流動機械和機修間沖洗廢水，沖洗廢水中主要污染物質為石油類和SS，調節隔油池可攔截污水中的大塊漂浮物并除去大分子油污，再經過入油水分離器、混凝沉淀池、氣浮處理后進入清水池，最后回用于流動機械和機修間的沖洗，整個污水處理流程是利用氣浮工藝達到去除石油類效果。

2.4 生活污水排水系統

一般來說，港口陸域的生活污水處理是通過港區經化糞池、隔油池初步處理后，排入市政污水管網。港區周圍沒有市政污水管網時，需要在港區布置生活污水處理站，設置調節隔油池、一體化生活污水處理設施、砂慮等，最后消毒，對生活污水進行集中處理，處理后回用于綠化，噴灑港區道路等。

船舶和躉船生活污水通過躉船污水艙收集后，由設置在躉船的自吸排污泵提升到碼頭陸域，直接排到市政污水管網或者后方生活污水處理裝置處理。

2.5 煤污水排水系統

有的港區承擔著對煤炭的運輸任務，此時就需要對港區產生的煤污水進行收集處理。港區陸域煤炭堆場以及前方煤炭泊位的沖洗水和初期雨污水收集，然后排入煤污水沉淀池，再經投藥混凝沉淀處理后，進入蓄水池回用于堆場噴林、綠化或道路噴灑。

2.6 船舶油污水系統

船舶油污水經油水凈化器預處理，含油量≤15 mg/L以下，同生活污水一并排入市政污水管網或者后方生活污水處理裝置。處理后的含油污水里的油由專用收集桶收集交有資質的單位接收處理。

2.7 排水管網系統

陸域室外排水采用重力式排水，排水管均按設計坡度敷設，不得出現無坡、倒坡現象；采用管頂平接，局部管段需要避讓高程時，管底高程只能調整低于設計高程；排水管道與檢查井連接時設置過渡段，管道與檢查井的連接均采用1.5 m短管，承口對應進水方向，插口對應出水方向，且檢查井室底板沿管長方向延伸0.5 m。排水管道采用開槽施工，溝槽槽底凈寬度按管外徑加0.6 m確定，開挖溝槽挖深超過1.5 m，槽底地下水位較高時，除采用密板支撐外，再采取井點降水處理；槽深小于1.5 m時，采用大開挖，邊坡為1∶1。

碼頭前方排水采用壓力排水方式，通過泵提升到碼頭陸域對應的接收設施。排水管沿線按相關規定設置管道托架、支架等。排水管道采用可曲撓柔性接頭補償軸向變形。管道穿結構梁、板處均預埋大二號無縫鋼套管，端頭縫隙處填塞瀝青油麻并用1∶2石棉水泥砂漿封口抹平。

2.8 排水管材選用

港區陸域埋地排水管一般選用鋼帶增強聚乙烯螺旋波紋管(HDPE)，承插口電熔焊接連接，溝槽基礎選用砂石料或最大粒徑小于40 mm的級配碎石。管道按一定的坡比進行敷設，在管道交匯、轉彎、坡度改變以及相隔一定距離的管道段上設置檢查井，其間距根據管徑大小確定。

前方明裝排水管材選用襯塑復合鋼管(PVC-U)，卡箍連接，閥門與管道法蘭連接。明裝污水管先刷鐵防銹底漆兩道，再涂防腐面漆一道；保溫處理方法同明裝給水管道。

2.9 排水構筑物

排水檢查井按有防地下水進行施工，井四周開挖回填料采用內摩擦角大于30度砂料；在路面上的排水井蓋上表面應同路面相平，無路面井蓋應高出室外設計標高50 mm，并應在井口周圍以≮0.02的坡度向外做護坡；排水井現澆混凝土構件必須保證表面平整、光滑、無蜂窩麻面；排水檢查井采用帶防丟失的連軸式井蓋座，塑鋼踏步，井蓋及支座均采用&700(ZQ)重型球墨鑄鐵。雨水口布置在一段路面的低洼處，與雨水井的連接管管徑為D300，坡度為1%。

3 結束語

港口給排水系統是碼頭的重要組成部分，不同用途的港口碼頭給排水設計有不同的特點，很多設計細節要與其他專業協調配合，還應到現場了解工程情況，優化設計工作。結合港口碼頭本身特點及特殊要求，深入理解規范的要求，以保證設計安全、經濟、合理。